אי-שוויון קולמוגורוב

בתורת ההסתברות, אי-שוויון קולמוגורוב או אי-שוויון המקסימום של קולמוגורוב מתאר חסם הסתברותי למאורע שהמקסימום של סדרת הסכומים החלקיים של סדרה סופית של משתנים מקריים בלתי-תלויים גדול מערך קבוע כלשהו.

האי-שוויון קרוי על שמו של המתמטיקאי הרוסי אנדריי קולמוגורוב.

נוסח פורמלי עריכה

יהיו   משתנים מקריים בלתי תלויים, שתוחלת כולם היא אפס ושונות כולם סופית.

נסמן   לכל  . אזי לכל   מתקיים,

 

הוכחה עריכה

ניתן להראות כי הסדרה   היא מרטינגל. נניח ללא הגבלת הכלליות כי   וכי   לכל  .

נגדיר בצורה אינדוקטיבית  , וכן

 

ניתן להראות כי הסדרה   גם היא מרטינגל.

נשים לב שמתקיים,

 

ניתן לראות כי אותו הדבר נכון עבור הסדרה  . לכן נובע על ידי אי-שוויון צ'בישב כי,

 

שימוש עריכה

נתבונן בהילוך מקרי פשוט על  , בו כל צעד הוא משתנה מקרי   בעל התפלגות אחידה בדידה  . לכן השונות של כל צעד היא  .

בצעד ה- , מיקומו של ההילוך הוא  . לפיכך מאי-שוויון קולמוגורוב ניתן להסיק כי אם אנחנו בצעד ה- , ההסתברות שהמיקום הרחוק ביותר אליו הגיע ההילוך הוא  , היא לכל היותר  

לקריאה נוספת עריכה

* Billingsley, Patrick (1995). Probability and Measure. New York: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-00710-2. (Theorem 22.4)
  • Feller, William (1968) [1950]. An Introduction to Probability Theory and its Applications, Vol 1 (Third ed.). New York: John Wiley & Sons, Inc. xviii+509. ISBN 0-471-25708-7.